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PL2101在路燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：新型直序擴(kuò)頻半雙工異步調(diào)制解調(diào)順PL2101具有功能多、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。利用它通過(guò)電力線(xiàn)載波應(yīng)用系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)路燈的集約化及自動(dòng)化管理和控制。文中介紹了用PL2101對(duì)路燈進(jìn)行集約化自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的基本原理及軟硬件實(shí)現(xiàn)方法，同時(shí)給出了其設(shè)計(jì)原理圖和主、從控站的程序流程圖。關(guān)鍵詞：電力線(xiàn)載波 路燈控制 PL2101芯片 通信協(xié)議
1 引言
為實(shí)現(xiàn)校園路燈控制的自動(dòng)化，筆者應(yīng)用PL2101芯片開(kāi)發(fā)了基于電力線(xiàn)載波的路燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用電力載波通信方式，它將所有的路燈連接到計(jì)算機(jī)上，并通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)視所控區(qū)域內(nèi)的路燈工作狀態(tài)，可隨時(shí)設(shè)定開(kāi)關(guān)時(shí)間、路燈開(kāi)啟比例或單獨(dú)革一個(gè)路燈的開(kāi)與關(guān)。任一路路燈的工作電流和溫度均可隨時(shí)查詢(xún)，路燈損壞時(shí)可實(shí)時(shí)報(bào)警，并可顯示具體地理位置，以便于快速維修；當(dāng)夜晚（或光線(xiàn)較暗）來(lái)臨且處在交通高峰時(shí)，路燈全部開(kāi)啟，交通高峰期后，進(jìn)入按比例開(kāi)啟，如午夜之后70%；在凌晨之前時(shí)段，路燈開(kāi)啟比例可以降到40%等，這樣既兼顧了照明需要，又減少了電力浪費(fèi)。
2 系統(tǒng)工作原理
該系統(tǒng)由三個(gè)層次組成，分為總控站、主控站及從控站�？偪卣居蒔C機(jī)組成，可與主控站通過(guò)光纜或無(wú)線(xiàn)電連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)主控站的管理，并設(shè)定開(kāi)關(guān)燈時(shí)間及執(zhí)行開(kāi)燈比例指令，同時(shí)對(duì)主控站返回的信息進(jìn)行匯總，對(duì)有故障的路燈通過(guò)圖文顯示出來(lái)，以便準(zhǔn)確確定其所在的位置。
主控站內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。主控站通過(guò)光纜或無(wú)線(xiàn)方式來(lái)接收總控機(jī)的指令，并通過(guò)電力線(xiàn)載波的串行通信方式來(lái)對(duì)從控站進(jìn)行監(jiān)控。一個(gè)通信數(shù)據(jù)包由8字節(jié)數(shù)據(jù)組成，第一、二字節(jié)是主控標(biāo)識(shí)，第三字節(jié)是命令，第四、五字節(jié)是從站地址，第六至第八字節(jié)為數(shù)據(jù)。從理論上講，一個(gè)主控站最多可控制6萬(wàn)個(gè)從站。主控站采用廣播方式發(fā)送命令數(shù)據(jù)，從機(jī)站收到通信包后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析的內(nèi)容：一是識(shí)別主機(jī)是否是自己的上級(jí)主控站，二是識(shí)別從機(jī)地址是否是自己的地址，只有在全部確認(rèn)無(wú)誤后，主控站才執(zhí)行命令和相應(yīng)的操作。
從控站的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示，每個(gè)從控站可控制三組路燈，它通過(guò)電力載波接收電路來(lái)接收主控站的指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成對(duì)工作電流的采樣及處理，判斷路燈是否工作正常，以便采取合理的保護(hù)措施；同時(shí)，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作溫度進(jìn)行采樣處理，以便在溫度超出正常工作范圍時(shí)采取保護(hù)措施，同時(shí)將相關(guān)信息返送回主控站中。
3 硬件設(shè)計(jì)
3.1 主要元件的選擇與性能
PL2101是一個(gè)新型的直序擴(kuò)頻半雙異步調(diào)制解調(diào)器，載頻為120kHz，帶寬為15kHz，傳輸速率為500bps，接收靈敏度高達(dá)30μV，另外，PL2101還具有上電復(fù)位、電壓監(jiān)測(cè)電路、看門(mén)狗定時(shí)器及可編程實(shí)時(shí)時(shí)鐘等附屬功能電路。該電路抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，且與TTL電平兼容。此外，PL2101與MCS51系列單片機(jī)的接口非常簡(jiǎn)
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